CN108388022A - 结构光投射器、深度相机和电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种结构光投射器。结构光投射器包括边发射激光器、准直元件和衍射光学元件。边发射激光器用于发射激光。准直元件用于准直激光。衍射光学元件用于衍射准直元件准直后的激光以形成激光图案。边发射激光器包括发光面，发光面朝向准直元件。本发明还公开一种深度相机和电子装置。本发明实施方式的结构光投射器、深度相机和电子装置采用边发射激光器来发射激光，一方面边发射激光器较VCSEL阵列的温飘较小，另一方面，由于边发射激光器为单点发光结构，无需设计阵列结构，制作简单，结构光投射器的光源成本较低。

Description

结构光投射器、深度相机和电子装置

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别涉及一种结构光投射器、深度相机和电子装置。

背景技术

目前，结构光投射器中的光源多采用垂直腔面发射激光器(Vertical-CavitySurface-Emitting Laser，VCSEL)阵列，VCSEL阵列发出的光束经过衍射光学元件(diffractive optical elements，DOE)之后能够形成激光图案以用于检测深度，一方面，VCSEL阵列的温飘较大，另一方面，由于VCSEL阵列分布越不规则，结构光投射器生成的激光图案的不相关性越高，对应的结构光投射器深度检测精度就越高，然而，不规则分布的VCSEL阵列降低了制造效率，导致光源成本增加。

发明内容

本发明的实施例提供了一种结构光投射器、深度相机和电子装置。

本发明实施方式的结构光投射器包括边发射激光器、准直元件和衍射光学元件；所述边发射激光器用于发射激光，所述准直元件用于准直所述激光，所述衍射光学元件用于衍射所述准直元件准直后的激光以形成激光图案，所述边发射激光器包括发光面，所述发光面朝向所述准直元件。

本发明实施方式的深度相机包括：

所述结构光投射器；和

图像采集器，所述图像采集器用于采集由所述结构光投射器向目标空间中投射的所述激光图案。

本发明实施方式的电子装置包括：

壳体；和

所述深度相机，所述深度相机安装在所述壳体上并从所述壳体暴露以获取所述激光图案。

本发明实施方式的结构光投射器、深度相机和电子装置采用边发射激光器来发射激光，一方面边发射激光器较VCSEL阵列的温飘较小，另一方面，由于边发射激光器为单点发光结构，无需设计阵列结构，制作简单，结构光投射器的光源成本较低。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明某些实施方式的结构光投射器的结构示意图。

图2是本发明某些实施方式的边发射激光器的结构示意图。

图3是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图4是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图5是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图6是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图7是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图8是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图9是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图10是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图11是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图12是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图13是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图14是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图15是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图16是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图17是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图18是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图19是本发明某些实施方式的结构光投射器的部分结构示意图。

图20是本发明某些实施方式的电子装置的平面示意图。

主要元件符号说明：

电子装置1000、壳体100、深度相机200、结构光投射器220、边发射激光器221、发光面2211、发光区2212、非发光区2213、安装面2214、连接面2215、第一连接面2216、第二连接面2217、第三连接面2218、第四连接面2219、分布反馈式激光器222、上电极2221、上包层2222、有源层2223、光栅结构2224、下包层2225、衬底2226、下电极2227、准直元件223、准直光轴2232、光学部2234、安装部2236、准直入射面2238、准直出射面2239、衍射光学元件225、衍射光轴2252、衍射入射面2254、衍射出射面2256、镜筒组件226、收容腔2262、镜筒2264、顶壁2264a、周壁2264b、通光孔2264c、保护罩2266、光通孔2266a、挡板2266b、侧壁2266c、抵触面2268、胶水2269、固定部件227、封胶2271、固定框2272、上表面2272a、支撑架2273、第一支撑架2274、第二支撑架2275、第三支撑架2276、第四支撑架2277、收容空间2278、电路板组件229、电路板2292、过孔2294、基板2296、散热孔2298、凹槽2299、图像采集器240。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的实施方式的限制。

在本发明的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的实施方式的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的实施方式中的具体含义。

在本发明的实施方式中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的实施方式的不同结构。为了简化本发明的实施方式的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明的实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1，本发明实施方式的结构光投射器220包括边发射激光器(edge-emitting laser，EEL)221、准直元件223和衍射光学元件225。边发射激光器221用于发射激光。准直元件223用于准直激光。衍射光学元件225用于衍射准直元件223准直后的激光以形成激光图案。边发射激光器221包括发光面2211，发光面2211朝向准直元件223。

本发明实施方式的结构光投射器220采用边发射激光器221来发射激光，一方面边发射激光器221较VCSEL阵列的温飘较小，另一方面，由于边发射激光器221为单点发光结构，无需设计阵列结构，制作简单，结构光投射器220的光源成本较低。

进一步地，边发射激光器221的发光面2211朝向准直元件223及衍射光学元件225，因此边发射激光器221发射的激光可直接入射至准直元件223后进入衍射光学元件225中，不需要额外设置用于反射激光的棱镜，避免棱镜降低激光的效率。

请参阅图2，在某些实施方式中，边发射激光器221是指发光面2211垂直于衬底2226的激光器。边发射激光器221例如为法布里-珀罗型激光器(fabry perot laser，FP)或分布反馈式激光器(Distributed Feedback Laser，DFB)222。在本发明实施方式中，边发射激光器221为分布反馈式激光器222。

在某些实施方式中，发光面2211与准直元件223的准直光轴2232垂直。

如此，便于边发射激光器221发射的激光入射至准直元件223中。

具体地，在发光面2211与准直元件223的准直光轴2232垂直时，边发射激光器221发射的激光的中心光线与准直元件223的准直光轴2232平行，如此准直元件223容易实现对焦，使得能够将边发射激光器221发射的激光较准确地投射到衍射光学元件225上。

在某些实施方式中，准直光轴2232穿过发光面2211的中心。

如此，准直元件223能够对边发射激光器221发射的激光实现较佳的准直效果。

具体地，在边发射激光器221发射的激光直接入射至准直元件223中时，准直光轴2232穿过发光面2211的中心，可以使得边发射激光器221发射的激光入射至准直元件223，如此能够稳定地输出准直后的激光。

在某些实施方式中，准直元件223的准直光轴2232和衍射光学元件225的衍射光轴2252平行，进一步地，准直光轴2232和衍射光轴2252重合，并穿过发光面2211的中心。如此，边发射激光器221发射的激光能够实现较佳的准直效果和衍射效果。

请参阅图3-12，在某些实施方式中，结构光投射器220还包括固定部件227，固定部件227用于固定边发射激光器221。

如此，可以利用固定部件227将边发射激光器221固定住，以防止边发射激光器221发生跌落、位移或晃动等意外。

具体地，请结合图2，边发射激光器221一般呈细长条结构。例如分布反馈式激光器222包括上电极2221、上包层2222、有源层2223、光栅结构2224、下包层2225、衬底2226和下电极2227。其中，上包层2222可以由P型半导体单体(如GaAS，InAs，InSb等)形成，下包层2225可以由N型半导体单体(如GaAS，InAs，InSb等)形成，上包层2222和下包层2225之间形成P-N结，光栅结构2224例如为布拉格光栅(bragg grating)。通过在上电极2221和下电极2227加上正向偏压，上包层2222中的大量空穴、下包层2225中的大量自由电子在有源层2223产生复合，由于复合时电子从导带跃迁到价带，多余的能量就以光的形式发射出来，从而形成激光。

分布反馈式激光器222的激光在传播时，经过光栅结构2224的反馈获得功率的增益。要提高分布反馈式激光器222的功率，需要通过增大注入电流和/或增加分布反馈式激光器222的长度，由于增大注入电流会使得分布反馈式激光器222的功耗增大并且出现发热严重的问题，因此，为了保证分布反馈式激光器222能够正常工作，需要增加分布反馈式激光器222的长度，导致分布反馈式激光器222一般呈细长条结构。

当边发射激光器221的发光面2211朝向准直元件223时，边发射激光器221呈竖直放置，由于边发射激光器221呈细长条结构，边发射激光器221容易出现跌落、位移或晃动等意外，因此需要利用固定部件227将边发射激光器221固定住。

请再次参阅图3，在某些实施方式中，结构光投射器220包括电路板组件229，边发射激光器221还包括与发光面2211相背的安装面2214和连接发光面2211与安装面2214的连接面2215，固定部件227为封胶2271，封胶2271设置在安装面2214与电路板组件229之间。

如此，可以利用封胶2271快速地将边发射激光器221粘接在电路板组件229上。

可以理解，由于封胶2271只设置在安装面2214与电路板组件229之间，因此粘接边发射激光器221的工艺简单，从而可以快速地将边发射激光器221固定在电路板组件229上。另外，封胶2271只设置在安装面2214与电路板组件229之间还可以减少粘接边发射激光器221所需的封胶2271的量，如此可以降低结构光投射器220的制造成本。

请一并参阅图3及图4-6，在某些实施方式中，结构光投射器220包括电路板组件229，边发射激光器221还包括与发光面2211相背的安装面2214和连接发光面2211与安装面2214的连接面2215，固定部件227为封胶2271，封胶2271设置在电路板组件229与连接面2215之间。

如此，可以减少或避免边发射激光器221晃动。

具体地，由于封胶2271设置在电路板组件229与连接面2215之间，因此可以固定住边发射激光器221的连接面2215，从而边发射激光器221不容易发生晃动，进而避免边发射激光器221晃动而影响激光图案的问题。

请再次参阅图4，在某些实施方式中，连接面2215的数量为多个，封胶2271设置在任意一个连接面2215与电路板组件229之间。

如此，可以简化粘接连接面2215的工艺，降低结构光投射器220的制造成本。

可以理解，由于封胶2271只设置在一个连接面2215与电路板组件229之间，因此粘接边发射激光器221的工艺简单，从而可以快速地将边发射激光器221固定在电路板组件229上。另外，封胶2271只设置在一个连接面2215与电路板组件229之间，还可以减少粘接边发射激光器221所需的封胶2271的量，如此可以降低结构光投射器220的制造成本。

需要说明的是，封胶2271设置在任意一个连接面2215与电路板组件229之间时，封胶2271可以完全覆盖该连接面2215或部分覆盖该连接面2215。

在某些实施方式中，边发射激光器221呈长方体形状，多个连接面2215例如包括：第一连接面2216、第二连接面2217、第三连接面2218和第四连接面2219。封胶2271设置在任意一个连接面2215与电路板组件229之间，可以理解为，封胶2271设置在第一连接面2216与电路板229之间，或封胶2271设置在第二连接面2217与电路板229之间，或封胶2271设置在第三连接面2218与电路板229之间，或封胶2271设置在第四连接面2219与电路板229之间，在此不做具体限定。

请继续参阅图4，在一个实施例中，封胶2271设置在第四连接面2219与电路板229之间。

请再次参阅图5，在某些实施方式中，连接面2215的数量为多个，封胶2271设置在至少两个连接面2215与电路板组件229之间。

如此，可以提高边发射激光器221的安装稳定性。

可以理解，由于封胶2271设置在至少两个连接面2215与电路板组件229之间，因此可以提高边发射激光器221的安装稳定性，减少边发射激光器221出现跌落、位移、晃动等意外。

需要说明的是，封胶2271设置在至少两个连接面2215与电路板组件229之间时，封胶2271可以完全覆盖任意一个连接面2215或部分覆盖任意一个连接面2215。

在某些实施方式中，边发射激光器221呈长方体形状，多个连接面2215例如包括：第一连接面2216、第二连接面2217、第三连接面2218和第四连接面2219。封胶2271设置在至少两个连接面2215与电路板组件229之间，可以理解为，封胶2271设置在第一连接面2216与电路板组件229之间及设置在第二连接面2217与电路板组件229之间；或封胶2271设置在第一连接面2216与电路板组件229之间及设置在第三连接面2218与电路板组件229之间；或封胶2271设置在第一连接面2216与电路板组件229之间及设置在第四连接面2219与电路板组件229之间；或封胶2271设置在第二连接面2217与电路板组件229之间及设置在第三连接面2218与电路板组件229之间；或封胶2271设置在第二连接面2217与电路板组件229之间及设置在第四连接面2219与电路板组件229之间；或封胶2271设置在第三连接面2218与电路板组件229之间及设置在第四连接面2219与电路板组件229之间；或封胶2271设置在第一连接面2216与电路板组件229之间、设置在第二连接面2217与电路板组件229之间及设置在第三连接面2218与电路板组件229之间；或封胶2271设置在第一连接面2216与电路板组件229之间、设置在第二连接面2217与电路板组件229之间及设置在第四连接面2219与电路板组件229之间；或封胶2271设置在第一连接面2216与电路板组件229之间、设置在第三连接面2218与电路板组件229之间及设置在第四连接面2219与电路板组件229之间；或封胶2271设置在第二连接面2217与电路板组件229之间、设置在第三连接面2218与电路板组件229之间及设置在第四连接面2219与电路板组件229之间；或封胶2271设置在第一连接面2216与电路板组件229之间、设置在第二连接面2217与电路板组件229之间、设置在第三连接面2218与电路板组件229之间及设置在第四连接面2219与电路板组件229之间。

其中，封胶2271可以完全覆盖任意一个连接面2215或部分覆盖任意一个连接面2215，以封胶2271设置在第一连接面2216与电路板组件229之间及设置在第二连接面2217与电路板组件229之间为例，可以理解为，封胶2271完全覆盖第一连接面2216和完全覆盖第二连接面2217；或封胶2271完全覆盖第一连接面2216和部分覆盖第二连接面2217；或封胶2271部分覆盖第一连接面2216和完全覆盖第二连接面2217；或封胶2271部分覆盖第一连接面2216和部分覆盖第二连接面2217。

请继续参阅图5，在一个实施例中，封胶2271设置在第三连接面2218与电路板组件229之间及第四连接面2219与电路板组件229之间。

请再次参阅图6，在某些实施方式中，连接面2215的数量为多个，封胶2271包裹所有连接面2215。

如此，可以进一步地提高边发射激光器221的稳定性。

可以理解，封胶2271包裹所有连接面2215，可以更大程度地提高边发射激光器221的稳定性，进一步减少边发射激光器221出现跌落、位移、晃动等意外。

需要说明的是，封胶2271包裹所有连接面2215，可以理解为，封胶2271完全覆盖所有连接面2215。

请继续参阅图6，在一个实施例中，边发射激光器221呈长方体形状，多个连接面2215例如包括：第一连接面2216、第二连接面2217、第三连接面2218和第四连接面2219。封胶2271包裹所有连接面2215，可以理解为，封胶2271完全覆盖第一连接面2216、第二连接面2217、第三连接面2218和第四连接面2219。

请参阅图7，在某些实施方式中，发光面2211包括发光区2212和位于发光区2212两侧的非发光区2213，封胶2271设置在非发光区2213上。

如此，可以再进一步地提高边发射激光器221的稳定性。

具体地，由于边发射激光器221发光时主要由有源层2223区域出射光线，因此可以将边发射激光器221的有源层2223及其周围区域视作发光区2212，将其他不发光的区域视作非发光区2213，为了再进一步地提高边发射激光器221的稳定性，可以在发光面2211的非发光区2213上也设置封胶2271。

需要说明的是，封胶2271设置在非发光区2213上时，封胶2271完全覆盖非发光区2213或部分覆盖非发光区2213。

请参阅图7，在一个实施例中，发光区2212和非发光区2213如图所示，封胶2271完全覆盖非发光区2213。

在某些实施方式中，封胶2271也可以设置在发光区2212上，设置在发光区2212上的封胶2271的透光率大于85％，如此，封胶2271既能固定住边发射激光器221，也可以避免遮挡住激光而影响结构光投射器220的正常工作。

请参阅图8-11，在某些实施方式中，连接面2215的数量为一个，封胶2271设置在连接面2215与电路板组件229之间。封胶2271包裹连接面2215的一部分。

如此，可以简化粘接连接面2215的工艺，降低结构光投射器220的制造成本。

可以理解，由于封胶2271只包裹连接面2215的一部分，因此粘接边发射激光器221的工艺简单，从而可以快速地将边发射激光器221固定在电路板组件229上。另外，封胶2271只包裹连接面2215的一部分，还可以减少粘接边发射激光器221所需的封胶2271的数量，如此可以降低结构光投射器220的制造成本。

需要说明的是，封胶2271包裹连接面2215的一部分时，封胶2271可以设置在连接面2215的靠近安装面2214的区域上，也可以是在边发射激光器221的高度方向，封胶2271连接安装面2214与发光面2211，而在边发射激光器221的周向上，封胶2271覆盖部分的连接面2215(如图10所示)。

请参阅图9，在一个实施例中，边发射激光器221呈圆柱状，连接面2215的数量为一个，封胶2271可以设置在连接面2215靠近安装面2214的区域上。

请参阅图10，在另一个实施例中，边发射激光器221呈圆柱状，连接面2215的数量为一个，在边发射激光器221的高度方向，封胶2271连接安装面2214与发光面2211，而在边发射激光器221的圆周方向上，封胶2271覆盖部分的连接面2215。

请参阅图11，在某些实施方式中，连接面2215的数量为一个，封胶2271设置在连接面2215与电路板组件229之间。封胶2271包裹整个连接面2215。

如此，可以提高边发射激光器221的稳定性。

可以理解，封胶2271包裹整个连接面2215，可以提高边发射激光器221的稳定性，减少边发射激光器221出现跌落、位移、晃动等意外。

在某些实施方式中，在连接面2215的数量只有一个时，封胶2271也可以设置在非发光区2213上，在此不做具体限定。

请参阅图12，在某些实施方式中，封胶2271设置在安装面2214与电路板组件229之间及设置在连接面2215与电路板组件229之间，其中，封胶2271设置在连接面2215与电路板组件229之间可以是上述任意一种实施方式的情况。

如此，可以提高边发射激光器221的稳定性。

在某些实施方式中，封胶2271为导热胶。

如此，可以利用导热胶的导热性能对边发射激光器221进行散热。

具体地，边发射激光器221在工作过程中会产生较多的热量，尤其在为了确保边发射激光器221的工作功率而增大工作电流的情况下，边发射激光器221的功耗增大并且出现发热严重的问题，因此用于固定边发射激光器221的封胶2271可以采用导热胶，如此，利用导热胶的导热性能，可以将边发射激光器221的热量导出，从而实现为边发射激光器221散热的效果，进而避免边发射激光器221因热量大量积累而工作异常或损坏等问题。

请参阅图13，在某些实施方式中，结构光投射器220包括电路板组件229，固定部件227为设置在电路板组件229上的固定框2272，边发射激光器221收容在固定框2272内并承载在电路板组件229上。

如此，可以利用固定框2272将边发射激光器221固定住。

具体地，边发射激光器221可以部分地收容在固定框2272中，例如边发射激光器221的安装面2214及连接面2215的靠近安装面2214的部分结构收容在固定框2272中，从而可以减少固定框2272所需的材料，进而降低结构光投射器220的制造成本。

边发射激光器221也可以全部地收容在固定框2272中，即边发射激光器221的安装面2214及连接面2215完全收容在固定框2272中，如此可以提高边发射激光器221的稳定性。另外，为了避免固定框2272遮挡住激光而影响结构光投射器220的正常工作，固定框2272的上表面2272a与发光面2211平齐，即固定框2272的上表面2272a与发光面2211处于同一平面中。

当然，边发射激光器221完全地收容在固定框2272中时，固定框2272的上表面2272a也可以高于发光面2211，固定框2272的上表面2272a不影响激光的正常传播。在一个实施例中，固定框2272的上表面2272a略高于发光面2211，并且固定框2272的上表面2272a向发光面2211延伸，延伸至发光面2211的非发光区2213，如此可以避免边发射激光器221滑出。此时，固定框2272的底部可以缺省(即固定框2272中间为通孔)，安装时，边发射激光器221可以自固定框2272的底部伸入直至与上表面2272a抵触。

请参阅图14至图16，在某些实施方式中，结构光投射器220包括电路板组件229，固定部件227包括设置在电路板组件229上的至少两个弹性支撑架2273，至少两个支撑架2273共同形成收容空间2278，收容空间2278用于收容边发射激光器221，至少两个支撑架2273用于支撑住边发射激光器221。

如此，可以利用弹性支撑架2273将边发射激光器221固定住。

具体地，在对边发射激光器221进行固定时，可以先施加外力使得支撑架2273朝远离收容空间2278的方向拨开，然后将边发射激光器221放到收容空间2278中，再将支撑架2273松开，由于支撑架2273的弹性作用，每个支撑架2273均产生朝向边发射激光器221中心的压迫力，多个支撑架2273之间产生的合力即可以将边发射激光器221固定在电路板组件229上。

请再次参阅图15和图16，在一个实施例中，至少两个支撑架2273，可以是指四个支撑架2273，四个支撑架2273分别为第一支撑架2274、第二支撑架2275、第三支撑架2276和第四支撑架2277，四个支撑架2273两两相对设置，具体地，第一支撑架2274与第三支撑架2276相对设置，第二支撑架2275和第四支撑架2277相对设置，如此，第一支撑架2274、第二支撑架2275、第三支撑架2276和第四支撑架2277共同形成的合力能够支撑住边发射激光器221。

在某些实施方式中，固定部件227的材料为导热材料。

如此，可以利用导热材料的导热性能对边发射激光器221进行散热。

具体地，边发射激光器221在工作过程中会产生较多的热量，尤其在为了确保边发射激光器221的工作功率而增大工作电流的情况下，边发射激光器221的功耗增大并且出现发热严重的问题，因此固定部件227可以采用导热材料，如此，利用导热材料的导热性能，可以将边发射激光器221的热量导出，从而实现为边发射激光器221散热的效果，进而避免边发射激光器221因热量大量积累而工作异常或损坏等问题。

可以理解，导热材料可以为陶瓷材料，也可以为金属材料(例如为铝、金、铜、银等)。如此，可以充分利用陶瓷材料、金属材料等导热材料导热性好的特点，对边发射激光器221进行散热。

请再次参阅图1，在某些实施方式中，电路板组件229包括基板2296及承载在基板2296上的电路板2292，电路板2292开设有过孔2294，边发射激光器221承载在基板2296上并收容在过孔2294内。

如此，可以利用基板2296支撑电路板2292，并且可以通过在电路板2292上开设过孔2294以降低结构光投射器220的厚度。

在某些实施方式中，电路板2292例如可以是印刷电路板(PCB)、柔性电路板(FPC)、软硬结合板中的任意一种。

请继续参阅图1，在某些实施方式中，基板2296开设有散热孔2298。

如此，边发射激光器221可通过散热孔2298进行散热。

具体地，散热孔2298可以为开设在基板2296上靠近边发射激光器221一侧的盲孔或通孔。散热孔2298的形状可以为圆形、矩形等。更进一步地，散热孔2298的数量可以为一个，在基板2296上与边发射激光器221对应的位置开设散热孔2298。散热孔2298的数量也可以为多个，多个散热孔2298可以以矩阵的形式排列在基板2296上，也可以在靠近边发射激光器221的位置密集排布。

在某些实施方式中，基板2296由导热材料制成。

如此，基板2296不仅能用于承载电路板2292，并且还能对边发射激光器221进行散热，提高结构光投射器220的使用寿命。

可以理解，导热材料可以为陶瓷材料，也可以为金属材料(例如为铝、金、铜、银等)。如此，可以充分利用陶瓷材料、金属材料等导热材料导热性好的特点，对边发射激光器221进行散热。

在某些实施方式中，基板2296的材料也可以为塑料，比如为聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Glycol Terephthalate，PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PolymethylMethacrylate，PMMA)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)中的至少一种。如此，基板2296重量小且具有足够的支撑强度。

在某些实施方式中，散热孔2298填充有导热材料，散热孔2298的导热材料与基板2296的导热材料不同。

如此，可以在基板2296的制造成本较低的情况下，提高基板2296的散热效果。

具体地，散热孔2298中可以采用导热材料(例如导热硅脂或者金属材料等)进行填充以增强导热效果。当基板2296的材料为陶瓷并开设有如上所述的散热孔2298时，散热孔2298中填充导热硅脂或者金属材料(比如银、铜、金等)以进行散热。如此，相较于基板2296的陶瓷材料而言，散热孔2298的导热硅胶或者金属材料能够提高基板2296的导热性能。当基板2296的材料为金属材料并开设有如上所述的散热孔2298时，散热孔2298中填充导热性能比该金属材料导热性能更好的金属。例如，当基板2296的材料为铝时，在散热孔2298中注入铜，再例如，当基板2296的材料为铜时，在散热孔2298中注入金。如此，相较于基板2296完全由导热性能较低且成本较低的金属材料制成而言，导热性能更加良好，而且相较于基板2296完全由导热性能优异且成本较高的金属材料制成而言，成本更加低。当基板2296的材料为塑料并开设有如上所述的散热孔2298时，散热孔2298中注入导热硅脂或者金属材料，此时基板2296一方面起到支撑作用，另一方面起到散热作用，而且相较于基板2296完全由导热材料(金属材料或陶瓷材料)制成而言，质量更加轻便。

请参阅图17，在某些实施方式中，电路板组件229包括电路板2292，边发射激光器221设置在电路板2292上。

如此，可以降低结构光投射器220的厚度。

具体地，电路板组件229可仅包括电路板2292。如此，降低了结构光投射器220的厚度。在某些实施方式中，电路板2292上可开设有凹槽2299，边发射激光器221设置在凹槽2299内并通过固定部件227连接，如此，进一步减小结构光投射器220的厚度。

请参阅图18和图19，在某些实施方式中，结构光投射器220还包括电路板组件229，电路板组件229包括基板2296及承载在基板2296上的电路板2292，电路板2292开设有过孔2294，边发射激光器221承载在基板2296上并收容在过孔2294内，过孔2294的内壁与边发射激光器221的连接面2215接触。

如此，可以利用过孔2294将边发射激光器221固定住。

具体地，过孔2294的内壁的大小和形状可以与边发射激光器221的连接面2215的大小和形状一致，从而将边发射激光器221设置在过孔2294中时，过孔2294的内壁与边发射激光器221的连接面2215之间的摩擦力能够将边发射激光器221固定在电路板组件229，在这种实施方式中，上述任意一种实施方式的固定部件227可以缺省，或者说电路板组件229的过孔2294可视作固定部件227。

当然，通过过孔2294固定边发射激光器221时，也可以与上述任意一种实施方式的固定部件227相结合，例如在一个实施例中，将边发射激光器221设置在过孔2294后，通过封胶2271连接安装面2214与电路板组件229及连接连接面2215与过孔2294的内壁。

请参阅图1和图17，在某些实施方式中，本发明实施方式的结构光投射器220还可包括镜筒组件226，镜筒组件226设置在电路板组件229上并与电路板组件229共同组成收容腔2262。镜筒组件226包括镜筒2264及保护罩2266。镜筒2264包括顶壁2264a及自顶壁2264a延伸的环形的周壁2264b，周壁2264b设置在电路板组件229上，顶壁2264a开设有与收容腔2262连通的通光孔2264c。保护罩2266设置在顶壁2264a上。保护罩2266包括开设有出光通孔2266a的挡板2266b及自挡板2266b延伸的环形侧壁2266c。衍射光学元件225承载在顶壁2264a上并收容在保护罩2266内。衍射光学元件225的相背两侧分别与保护罩2266及顶壁2264a抵触，挡板2266b包括靠近通光孔2264c的抵触面2268，衍射光学元件225与抵触面2268抵触。

具体地，衍射光学元件225包括相背的衍射入射面2254和衍射出射面2256。衍射光学元件225承载在顶壁2264a上，衍射出射面2256与挡板2266b的靠近通光孔2264c的表面(抵触面2268)抵触，衍射入射面2254与顶壁2264a抵触。通光孔2264c与收容腔2262对准，出光通孔2266a与通光孔2264c对准。顶壁2264a、侧壁2266c及挡板2266b与衍射光学元件225抵触，从而防止衍射光学元件225沿出光方向从保护罩2266内脱落。在某些实施方式中，保护罩2266通过胶水2269粘贴在顶壁2264a上。

请继续参阅图1和图17，在某些实施方式中，准直元件223包括光学部2234及环绕光学部2234设置的安装部2236，准直元件223包括位于准直元件223相背两侧的准直入射面2238和准直出射面2239，光学部2234包括两个位于准直元件223相背两侧的曲面，安装部2236与顶壁2264a抵触，光学部2234的其中一个曲面伸入通光孔2264c内。

在组装上述的结构光投射器220时，沿着光路从镜筒组件226的周壁2264b的底端依次向收容腔2262内放入准直元件223、及安装好边发射激光器221的电路板组件229。边发射激光器221可以先安装在电路板组件229上，然后再将安装有边发射激光器221的电路板组件229一起与镜筒组件226结合。逆着光路的方向将衍射光学元件225承载在顶壁2264a上，然后将保护罩2266安装在顶壁2264a上，从而使衍射光学元件225收容在保护罩2266内。如此，结构光投射器220安装简单。在其他实施方式中，也可以先将衍射光学元件225倒转设置在保护罩2266内，然后再将衍射光学元件225及保护罩2266一起安装在顶壁2264a上。此时，衍射光学元件225的衍射出射面2256与抵触面2268抵触，衍射入射面2254与顶壁2264a抵触并与光学部2234的准直出射面2239相对，光学部2234的准直入射面2238与边发射激光器221相对。如此，结构光投射器220的安装更加简单。

请参阅图20，本发明实施方式的深度相机200包括上述任意一种实施方式的结构光投射器220和图像采集器240。图像采集器240用于采集由结构光投射器220向目标空间中投射的激光图案。

在某些实施方式中，图像采集器240可以为红外相机。

请继续参阅图20，本发明实施方式的电子装置1000包括壳体100和上述任意一种实施方式的深度相机200，深度相机200安装在壳体100上并从壳体100暴露以获取激光图案。

本发明实施方式的深度相机200和电子装置1000采用边发射激光器221来发射激光，一方面边发射激光器221较VCSEL阵列的温飘较小，另一方面，由于边发射激光器221为单点发光结构，无需设计阵列结构，制作简单，结构光投射器220的光源成本较低。

在某些实施方式中，电子装置1000包括手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手环、智能手表、智能头盔、智能眼镜等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (22)

1.一种结构光投射器，其特征在于，包括边发射激光器、准直元件和衍射光学元件；所述边发射激光器用于发射激光，所述准直元件用于准直所述激光，所述衍射光学元件用于衍射所述准直元件准直后的激光以形成激光图案，所述边发射激光器包括发光面，所述发光面朝向所述准直元件。

2.根据权利要求1所述的结构光投射器，其特征在于，所述边发射激光器为分布反馈式激光器。

3.根据权利要求1所述的结构光投射器，其特征在于，所述发光面与所述准直元件的准直光轴垂直。

4.根据权利要求3所述的结构光投射器，其特征在于，所述准直光轴穿过所述发光面的中心。

5.根据权利要求1所述的结构光投射器，其特征在于，所述结构光投射器还包括固定部件，所述固定部件用于固定所述边发射激光器。

6.根据权利要求5所述的结构光投射器，其特征在于，所述结构光投射器包括电路板组件，所述边发射激光器还包括与所述发光面相背的安装面和连接所述发光面与所述安装面的连接面，所述固定部件为封胶，所述封胶设置在所述安装面与所述电路板组件之间。

7.根据权利要求5所述的结构光投射器，其特征在于，所述结构光投射器包括电路板组件，所述边发射激光器还包括与所述发光面相背的安装面和连接所述发光面与所述安装面的连接面，所述固定部件为封胶，所述封胶设置在所述电路板组件与所述连接面之间。

8.根据权利要求7所述的结构光投射器，其特征在于，所述连接面的数量为多个，所述封胶设置在任意一个所述连接面与所述电路板组件之间；或

所述封胶设置在至少两个所述连接面与所述电路板组件之间；或

所述封胶包裹所有所述连接面。

9.根据权利要求8所述的结构光投射器，其特征在于，所述发光面包括发光区和非发光区，所述封胶设置在所述非发光区上。

10.根据权利要求7所述的结构光投射器，其特征在于，所述连接面的数量为一个，所述封胶设置在所述连接面与所述电路板组件之间；

所述封胶包裹所述连接面的一部分；或

所述封胶包裹整个所述连接面。

11.根据权利要求6-10任意一项所述的结构光投射器，其特征在于，所述封胶为导热胶。

12.根据权利要求5所述的结构光投射器，其特征在于，所述结构光投射器包括电路板组件，所述固定部件为设置在所述电路板组件上的固定框，所述边发射激光器收容在所述固定框内并承载在所述电路板组件上。

13.根据权利要求5所述的结构光投射器，其特征在于，所述结构光投射器包括电路板组件，所述固定部件包括设置在所述电路板组件上的至少两个弹性支撑架，至少两个所述支撑架共同形成收容空间，所述收容空间用于收容所述边发射激光器，至少两个所述支撑架用于支撑住所述边发射激光器。

14.根据权利要求12或13所述的结构光投射器，其特征在于，所述固定部件的材料为导热材料。

15.根据权利要求6-10及12-13任意一项所述的结构光投射器，其特征在于，所述电路板组件包括电路板，所述边发射激光器设置在所述电路板上。

16.根据权利要求6-10及12-13任意一项所述的结构光投射器，其特征在于，所述电路板组件包括基板及承载在所述基板上的电路板，所述电路板开设有过孔，所述边发射激光器承载在所述基板上并收容在所述过孔内。

17.根据权利要求16所述的结构光投射器，其特征在于，所述基板由导热材料制成。

18.根据权利要求16所述的结构光投射器，其特征在于，所述基板开设有散热孔。

19.根据权利要求18所述的结构光投射器，其特征在于，所述散热孔填充有导热材料，所述散热孔的导热材料与所述基板的导热材料不同。

20.根据权利要求1所述的结构光投射器，其特征在于，所述结构光投射器还包括电路板组件，所述电路板组件包括基板及承载在所述基板上的电路板，所述电路板开设有过孔，所述边发射激光器承载在所述基板上并收容在所述过孔内，所述过孔的内壁与所述边发射激光器的连接面接触。

21.一种深度相机，其特征在于，包括：

权利要求1-20任意一项所述的结构光投射器；和

图像采集器，所述图像采集器用于采集由所述结构光投射器向目标空间中投射的所述激光图案。

22.一种电子装置，其特征在于，包括：

壳体；和

权利要求21所述的深度相机，所述深度相机安装在所述壳体上并从所述壳体暴露以获取所述激光图案。